建筑抗震设计课件
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建筑结构抗震设计课件第3章第4节
X ni
i2
m1
i振型上的惯性力在
j振型上作的虚功
X1i
m2
mn
X X
2i ni
i2
m
X
i
Wij m1i2 X1i X1j m2i2 X2i X2 j L
i2
X
T j
m
X
i
2.主振型的正交性
i振型上的惯性力在 j振型上作的虚功：
Wij
i2
X
2k m2 k12
0
k k m2
m2
EI1
k2 m1
EI1
k1
X
1
1 1.618
X 2
1 0.618
(2k 2m) k 2m k2 0
1.618
0.618
1 0.618 k / m 2 1.618 k / m
X11 1 ; X12 1 X 21 1.618 X 22 0.618
y1 y2
X1 sin(t ) X2 sin(t )
k11 X1 k21 X1
k12 X 2 k22 X 2
m12 X1 0 m22 X 2 0
(
k11 k21
k12
k22
m1 0 0 m2
2
)
X1 X2
=
0 0
(k2 m)X 0...366
k2 m 0...(3 69)
i) i)
质点上的惯性力为：
X 21
m2
X
2i
2 i
I1(t) I2 (t)
m1 y1 m2 y2
m1
X
1i
2 i
sin(
i
t
i
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i振型上的惯性力在
j振型上作的虚功
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Wij m1i2 X1i X1j m2i2 X2i X2 j L
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2.主振型的正交性
i振型上的惯性力在 j振型上作的虚功：
Wij
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X
2k m2 k12
0
k k m2
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k2 m1
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X 2
1 0.618
(2k 2m) k 2m k2 0
1.618
0.618
1 0.618 k / m 2 1.618 k / m
X11 1 ; X12 1 X 21 1.618 X 22 0.618
y1 y2
X1 sin(t ) X2 sin(t )
k11 X1 k21 X1
k12 X 2 k22 X 2
m12 X1 0 m22 X 2 0
(
k11 k21
k12
k22
m1 0 0 m2
2
)
X1 X2
=
0 0
(k2 m)X 0...366
k2 m 0...(3 69)
i) i)
质点上的惯性力为：
X 21
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建筑抗震设计-第4章-框架、抗震墙
4
框架、抗震墙与框架-抗震墙
防震缝的震害 防震缝宽度过小，地震时结构相互碰撞造成震害。 建 筑 抗 震 设 计 总结以上震害调查结果，除注意场地和地基因素外，从 结构上主要应注意：
1）结构的刚度在平面上和沿竖向的分布要规则、均匀；
2）结构构件要有足够的承载力和延性； 3）重视构造，加强对混凝土的约束，防止剪切、锚固 等脆性破坏； 4）保证施工质量。
天津城建大学
TIANJIN CHENGJIAN UNIVERSITY
建 筑 抗 震 设 计
建筑抗震设计
主讲人：王庆鹏
•目录
1 2 建 筑 抗 震 设 计 3 4 5 6 7 抗震设计原则 场地、地基与基础 地震作用与结构抗震验算
框架、抗震墙与框架-抗震墙
多层砌体房屋 底部框架-抗震墙、多层内框架砖砌房屋 单层钢筋混凝土柱厂房
4
框架、抗震墙与框架-抗震墙
4.1 概述 抗震墙 建 筑 抗 震 设 计
框架-抗震墙
抗震墙结构是由纵、横向的 钢筋混凝土墙所组成的结构。 因为墙体较多，侧向刚度大， 所以它可以建的很高。
框架房屋
抗震墙主要承受水平荷载，框架主要承受竖向荷载。
4
框架、抗震墙与框架-抗震墙
4.2 震害及其分析 框架梁、柱的震害 梁柱变形能力不足，构件过早发生 破坏。一般是梁轻柱重，柱顶重于柱底， 尤其是角柱和边柱更易发生破坏。 1、柱顶 柱顶周围有水平裂缝、斜裂缝或 交叉裂缝。重者混凝土压碎崩落，柱 内箍筋拉断，纵筋压曲成灯笼状。
4
框架、抗震墙与框架-抗震墙
§4.3 抗震设计的一般规定
一、房屋的适用最大高度
《抗震规范》规定：乙、丙和丁类建筑的框架结构和框架-抗震墙结构适 用的最大高度应不超过下表的规定。
建筑结构抗震设计课件第3章(下)
1）引起结构产生扭转的原因主要有哪些？ 2）规则结构如何考虑扭转效应的影响？ 3）需要进行扭转计算的结构： j振型时第i层质心处的水平地震作用标准值计算公式Fxji(Fyji、Ftji)； 考虑单向水平地震作用时，结构的地震作用效应（扭转效应）Sx(Sy)的计算方 法；
考虑双向水平地震作用效应时，结构地震作用效应的计算方法，0.85的物理意 义。
竖向地震作用的影响是显著的：
根据地震计算分析，对于高层建筑、高耸及大跨结构,竖向 地震影响显著。结构竖向地震内力NE/与重力荷载产生的内力NG 的比值沿高度自下向上逐渐增大，烈度为8度时为50%至90%，9 度时可达到或超过1；335m高的电视塔上部，8度时为138%；高 层建筑上部，8度时为50%至110%。
2、考虑扭转影响的水平地震作用
M D&& CD& K D M D&&g (t)
1
M
cos
D
1n1
1
D&&g (t)
d&&g (t)
M
sin
D
1n1Leabharlann 0M0n1
d&&g (t) ---地面运动加速度 D ---地面运动方向与x轴夹角
3n
设 D(t) X i qi (t) Aq(t) i 1 D&(t) Aq&(t)
Ftji j tj ri2 jiGi
Fx ji
Ftji x
分别为j振型i层的x方向、y方向和
Fy ji
转角方向的地震作用标准值
j振型i层质心处地震作用
思考题
1、底部剪力法的计算步骤是怎样的？ 1）底部总剪力计算 2）高阶振型影响如何考虑？ 3）屋顶突出屋面附属建筑鞭梢效应的考虑及计算
考虑双向水平地震作用效应时，结构地震作用效应的计算方法，0.85的物理意 义。
竖向地震作用的影响是显著的：
根据地震计算分析，对于高层建筑、高耸及大跨结构,竖向 地震影响显著。结构竖向地震内力NE/与重力荷载产生的内力NG 的比值沿高度自下向上逐渐增大，烈度为8度时为50%至90%，9 度时可达到或超过1；335m高的电视塔上部，8度时为138%；高 层建筑上部，8度时为50%至110%。
2、考虑扭转影响的水平地震作用
M D&& CD& K D M D&&g (t)
1
M
cos
D
1n1
1
D&&g (t)
d&&g (t)
M
sin
D
1n1Leabharlann 0M0n1
d&&g (t) ---地面运动加速度 D ---地面运动方向与x轴夹角
3n
设 D(t) X i qi (t) Aq(t) i 1 D&(t) Aq&(t)
Ftji j tj ri2 jiGi
Fx ji
Ftji x
分别为j振型i层的x方向、y方向和
Fy ji
转角方向的地震作用标准值
j振型i层质心处地震作用
思考题
1、底部剪力法的计算步骤是怎样的？ 1）底部总剪力计算 2）高阶振型影响如何考虑？ 3）屋顶突出屋面附属建筑鞭梢效应的考虑及计算
建筑结构抗震设计ppt课件
b. 9度地区，可采用下沉式天窗；
c. 突出屋面的钢筋砼天窗，侧板与柱宜采用螺栓连接。
(5) 支撑系统
(6) 柱 单层砖柱房屋：
6、7度地区可采用十字形无筋砖柱； 8度地区Ⅰ、Ⅱ类场地采用竖向配筋组合砖柱； 8度地区(Ⅲ、Ⅳ类场地)和9度地区的中柱采用钢 筋砼柱。 单层钢筋砼柱厂房：
厂房中的各种柱采用钢筋砼柱。 a. 截面形式和尺寸：矩形、工字形、双肢形、管柱形等。
排架的侧向柔度d11按下式计算：
11
F
a 11
11
F
(1
-
x1
)
a 11
11
F=1
x1
11
11
F=1
x1
11
x2
11
a11
F=1
⑵ 两跨不等高厂房
采用能量法计算并考虑KT影响，计算自振周期：
T1 2kT
Gi ui2
K i ui2
式中
u1、u2－将结构简图转动900，将G1、G2视为垂直于 杆件的荷载，在G1、G2处产生的水
e. 在满足有关抗震构造措施时，规范规定下列建筑 可不进行抗震计算：
(a) . 7度地区Ⅰ、Ⅱ类场地内的柱高不超过4.5m且 两端均有
均有 2.
(b). 7度地区Ⅰ、Ⅱ类场地内的柱高不超过10m且两端
山墙的单跨及等高多跨钢筋砼柱厂房。 设计计算内容 自振周期的计算； 内力计算； 强度计算。
3. 厂房质量集中系数的确定
平位u移1 。 11G1 12G2 u2 21G1 22G2
⑶ 三跨不对称带升高中跨的厂房结构：
T1 2KT
G1u12 G2u22 G3u32 G1u1 G2u2 G3u3
建筑结构抗震ppt课件
第一章 绪论
建筑结构抗震设计
烈度表
分为1-12度（不同的国家的分度方法不同）
中国地震烈度表
分项：人的感觉，大多数房屋震害程度，其他现象， 加速度(水平向)厘米/秒² ，速度(水平向)厘米/秒
I度：为无感觉，损坏一个别砖瓦掉落墙体微细裂缝； 河岸和松软土上出现裂缝。
第一章 绪论
建筑结构抗震设计
VI （6）度：惊慌失措，仓惶逃出；饱和砂层出现喷砂冒 水。地面上有的砖烟囱轻度裂缝、掉头；加 速度63厘米/秒² 。
第一章 绪论
建筑结构抗震设计
（多遇烈度）
.55度
（设防烈度）
度左右
（罕遇烈度）
第一章 绪论
设计地震分组
6度近震
设计地震分组是新规范新提 出的概念，用以代替旧规范设计 近震、设计远震的概念。 6度远震
在宏观烈度大体相同 条件下，处于大震级远离 震中的高耸建筑物的震害 比中小级震级近震中距的 情况严重的多。
第一章 绪论
建筑结构抗震设计
板块说：
大陆漂移假说：它是德国气象学家魏格纳（Wegener） (1880～1930年)在讲课中提出来的。
这一假说在约10年时间内没有受到地质界的重视。在 1922年2月16日有一篇评述魏格纳的书的一无人署名的短文， 发表于著名的科学杂志《自然》上，说“该书直接应用了物 理学原理，但遭到许多地质学家的强烈反对”。
建筑结构抗震设计
震级是一次地震强弱的等级。
现国际上的通用震级表示为
里氏震级。（Richter）
查尔斯·里 克特（1900～
用标准的地震仪在距震中100km19处85年记） 录 最大水平位移A（以µm=10-6 m计）。
震级M=logA
重大社2023《建筑结构抗震设计(第3版)》教学课件7
底部剪力 各层地震作用 各层地震剪力 鞭梢效应
FEK maxGeq
Fi
GiHi
n
FEK
GiHi
j1
n
Vi Fi
ji
突出屋面的屋顶间、女儿墙、烟囱等，其地震 作用应乘以地震增大系数3。但增大的两倍不 应往下传递，即计算下层层间地震剪力时不考 虑上述地震作用增大部分的影响。Fra bibliotek筑结构抗震设计
楼层水平地震剪力计算示例[例7.1]
➢ 医院、教学楼等横墙较少的房屋（ 6、7度时，丙类有加强措施 除外）；各层横墙很少的房屋，还应再减少一层。
➢ 蒸压灰砂砖和蒸压粉煤灰砖的砌体房屋且砌体的抗剪强度仅达 到普通黏土砌体的70%时。
指同一楼层内开间大 指同一楼层内开间不大于4.20m的房 于4.20m的房间占该 间占该层总面积的不到20%且开间大 层总面积的40%以上 于4.8m的房间占该层总面积的50%
➢ 当结构和荷载均对称时，各横墙的水
平相移相等，即各弹性支座的位移相
等。
m
Vij Vi
j 1
Vij Kij i
抗震横墙的侧
抗震横墙的水平
移刚度比分配
Vij
Kij
m
Vi
K 1 Et
s
3
h b
截面面积比分配
Vij
Aij
m
Vi
Kij 只考虑剪切变形、同层
Aij
j 1
墙体材料及高度均相同
j 1
局部倒塌 倒塌
竖向地震作用时
扭转地震作用时
建筑结构抗震设计
交叉裂缝-沿墙反复水平地震作用 外纵墙大面积甩落-垂直墙面水平地震作用
水平裂缝-竖向地震作用
建筑抗震课件(第三章 地震作用和结构抗震验算)
建 为什么要称为地震作用﹖ 是因为结构地震反应是地震通过结构惯性引起的，因此地
筑 震作用(即结构地震惯性力)是间接作用，而不称为荷载，但 为了应用方便，将地震作用等效为某种形式的荷载作用，
抗 这就是等效地震荷载。
震
3.1 概述
第 3.1.2 质点体系及其自由度
三
实际结构在地震作用下摇晃的现象十分复杂。在计 算地震作用时，为了将实际问题的主要矛盾突出来，
三 质点自振周期变化的曲线为地震反应谱。 由于地震的随机性，即使在同一地点、同一烈度，每次地震的地面加速
章 度记录也很不一致，因此需要根据大量的强震记录计算出对应于每一条 强震记录的反应谱曲线，然后统计求出最有代表性的平均曲线作为设计 依据，这种曲线称为标准反应谱曲线。
建 筑 抗 震 各种因素对反应谱的影响
章 运用理论公式进行计算设计，需将复杂的建筑结构
简化为动力计算简图。
单质点弹性体系
建 筑 多质点弹性体系 抗 震
3.1 概述
第 单质点弹性体系 三 章
常常将水箱及其支 架的一部分质量集 中在顶部，以质点 m来表示
建
筑
抗
震
水塔
支承水箱的支架 则简化为无质量 而有弹性的杆件， 其高度等于水箱
的重心高
3.1 概述
建 去的微量，故：
筑
m[x(t) xg (t)] kx(t)
抗
震
3.3单质点弹性体系的水平地震作用计算
第
这样，在地震作用下，质点在任一时刻的相对位移
三 将与该时刻的瞬时惯性力成正比。因此，可认为这一相
章 对位移是在惯性力的作用下引起的，虽然惯性力并不是
真实作用于质点上的力，但惯性力对结构体系的作用和
筑 震作用(即结构地震惯性力)是间接作用，而不称为荷载，但 为了应用方便，将地震作用等效为某种形式的荷载作用，
抗 这就是等效地震荷载。
震
3.1 概述
第 3.1.2 质点体系及其自由度
三
实际结构在地震作用下摇晃的现象十分复杂。在计 算地震作用时，为了将实际问题的主要矛盾突出来，
三 质点自振周期变化的曲线为地震反应谱。 由于地震的随机性，即使在同一地点、同一烈度，每次地震的地面加速
章 度记录也很不一致，因此需要根据大量的强震记录计算出对应于每一条 强震记录的反应谱曲线，然后统计求出最有代表性的平均曲线作为设计 依据，这种曲线称为标准反应谱曲线。
建 筑 抗 震 各种因素对反应谱的影响
章 运用理论公式进行计算设计，需将复杂的建筑结构
简化为动力计算简图。
单质点弹性体系
建 筑 多质点弹性体系 抗 震
3.1 概述
第 单质点弹性体系 三 章
常常将水箱及其支 架的一部分质量集 中在顶部，以质点 m来表示
建
筑
抗
震
水塔
支承水箱的支架 则简化为无质量 而有弹性的杆件， 其高度等于水箱
的重心高
3.1 概述
建 去的微量，故：
筑
m[x(t) xg (t)] kx(t)
抗
震
3.3单质点弹性体系的水平地震作用计算
第
这样，在地震作用下，质点在任一时刻的相对位移
三 将与该时刻的瞬时惯性力成正比。因此，可认为这一相
章 对位移是在惯性力的作用下引起的，虽然惯性力并不是
真实作用于质点上的力，但惯性力对结构体系的作用和
《建筑抗震设计规范》课件
《建筑抗震设计规范》PPT课件
目录
引言建筑抗震设计规范概述建筑抗震设计的原则建筑抗震设计的实践建筑抗震设计的案例分析结论与展望
01
CHAPTER
引言
提高建筑物的抗震能力，减少地震灾害对人类生命财产的损失。
规范建筑抗震设计，确保建筑物在地震中能够保持结构安全和功能完整。
促进抗震技术的进步和发展，提高建筑行业的抗震设计水平。
计算要点
构造措施
采取必要的抗震构造措施，如设置抗震缝、加强节点连接等。
细部设计
对关键部位进行细部设计，如梁柱节点、楼板开洞等，确保其满足抗震要求。
05
CHAPTER
建筑抗震设计的案例分析
总结词
复杂结构、先进技术
详细描述
该高层建筑采用复杂的结构形式，如钢结构、钢筋混凝土结构等，以满足抗震要求。设计过程中运用了现代抗震技术，如隔震、消能减震等，以确保建筑在地震中的安全性能。
02
推广减震隔震技术
积极推广减震隔震技术，通过设置减震隔震支座、阻尼器等措施，降低地震对建筑物的影响。
THANKS
感谢您的观看。
维护社会稳定
选择地质条件稳定、地震烈度较低的场地进行建设。
场地选择
采用合理的结构体系，提高整体抗震能力。
结构体系
采取有效的抗震构造措施，如设置圈梁、构造柱等。
抗震构造措施
选用符合抗震要求的建筑材料，采用合适的施工方法，确保施工质量。
建筑材料和施工方法
04
CHAPTER
建筑抗震设计的实践
优先选择对抗震有利的地段，避免在不利地段进行建设。
大跨度、多功能
总结词
该大型公共建筑如商场、剧院等，具有大跨度、多功能的空间需求。在抗震设计中，需充分考虑建筑的结构特点和使用功能，采取有效的抗震措施，如加强结构整体性、设置抗震支撑等，以确保建筑在地震中的安全性能。
目录
引言建筑抗震设计规范概述建筑抗震设计的原则建筑抗震设计的实践建筑抗震设计的案例分析结论与展望
01
CHAPTER
引言
提高建筑物的抗震能力，减少地震灾害对人类生命财产的损失。
规范建筑抗震设计，确保建筑物在地震中能够保持结构安全和功能完整。
促进抗震技术的进步和发展，提高建筑行业的抗震设计水平。
计算要点
构造措施
采取必要的抗震构造措施，如设置抗震缝、加强节点连接等。
细部设计
对关键部位进行细部设计，如梁柱节点、楼板开洞等，确保其满足抗震要求。
05
CHAPTER
建筑抗震设计的案例分析
总结词
复杂结构、先进技术
详细描述
该高层建筑采用复杂的结构形式，如钢结构、钢筋混凝土结构等，以满足抗震要求。设计过程中运用了现代抗震技术，如隔震、消能减震等，以确保建筑在地震中的安全性能。
02
推广减震隔震技术
积极推广减震隔震技术，通过设置减震隔震支座、阻尼器等措施，降低地震对建筑物的影响。
THANKS
感谢您的观看。
维护社会稳定
选择地质条件稳定、地震烈度较低的场地进行建设。
场地选择
采用合理的结构体系，提高整体抗震能力。
结构体系
采取有效的抗震构造措施，如设置圈梁、构造柱等。
抗震构造措施
选用符合抗震要求的建筑材料，采用合适的施工方法，确保施工质量。
建筑材料和施工方法
04
CHAPTER
建筑抗震设计的实践
优先选择对抗震有利的地段，避免在不利地段进行建设。
大跨度、多功能
总结词
该大型公共建筑如商场、剧院等，具有大跨度、多功能的空间需求。在抗震设计中，需充分考虑建筑的结构特点和使用功能，采取有效的抗震措施，如加强结构整体性、设置抗震支撑等，以确保建筑在地震中的安全性能。